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Estudo comparativo entre métodos de desinfecção por cloro e por ozônio em estações de tratamento de água, com foco na degradação de desreguladores endócrinos
Get PDFAs ações antrópicas têm fomentado a presença de diversos contaminantes nos corpos d’água e no abastecimento de água potável. Dentre eles encontram-se os chamados compostos desreguladores endócrinos (EDC), que são substâncias que têm ou são suspeitas de ter um efeito adverso no sistema endócrino, de origem natural ou sintética. Estudos apontam que a água tratada pelas estações de tratamento de águas (ETA) brasileiras apresenta não só os EDC, mas também vários outros contaminantes emergentes. Nessa perspectiva, o trabalho teve por objetivo discutir, por meio de revisão bibliográfica, a eficiência das técnicas de desinfecção por cloro e por ozônio no tratamento de água. Foram avaliados os seguintes aspectos: efeito germicida, toxicidade, formação de subprodutos de desinfecção, tempo de contato, degradação de compostos desreguladores endócrinos e custos de cada técnica. Considerando que a degradação de compostos por oxidação está diretamente relacionada às características da água, inúmeros fatores, como temperatura, pH, turbidez, matéria orgânica e concentração inicial de contaminante, devem ser levados em conta ao se avaliar cada técnica. Sendo assim, o ideal é fazer testes em plantas piloto nas ETA. Os dois métodos se mostraram eficientes como desinfetantes, dos quais o ozônio apresenta maior espectro germicida e mecanismo de ação mais agressivo. Em relação à degradação de compostos desreguladores endócrinos, o ozônio é mais eficiente e exige menores tempos de contato, os mesmos resultados com cloro exigem exposição extremamente longa e inviável (24 horas). Os dois métodos apresentam-se eficientes, de modo geral, cada um com suas peculiaridades.The anthropogenic actions have been raised in the presence of several contaminants in the bodies of water and in drinking water supply. Among them, we have endocrine disruptor compounds (EDCs), which are substances that are or have been suspect to be associated with an adverse effect on the endocrine system with natural or synthetic origin. Studies demonstrate that water treated by Brazilian wastewater treatment plants (WWTPs) shows not only EDCs but also several others emerging pollutants. In this perspective, the purpose of this project is to discuss, by bibliography revision, the chlorine and ozone disinfection efficiency techniques in water treatment. The following aspects were evaluated: germicidal effect, toxicity, disinfection byproducts formation, contact time, degradation of endocrine disrupting compounds and the costs of each technique. Considering the compounds degradation by oxidation is directly related to water characteristics, many factors such as temperature, pH, turbidity, organic matter and initial contaminant concentration, should be taken into account when evaluating each technique. Therefore testing in pilot plants at WWTPs is the ideal. Both methods have proven to be efficient as disinfectants, ozone has a greater germicidal range and more aggressive action mechanism. With respect to endocrine disrupting compounds degradation, ozone is more efficient and requires shorter contact times, the same results with chlorine require extreme long and impracticable exposure (24 hours). Both methods are efficient, in general, each with its own peculiarities
Avaliação da influência da matéria orgânica na fotólise de compostos desreguladores endócrinos
Get PDFContaminantes emergentes são substâncias químicas cujo efeito toxicológico ainda é pouco conhecido, e os estudos associados à ocorrência e seus efeitos no ambiente são recentes. Muitos deles ainda não são contemplados pela legislação vigente, e podem causar problemas adversos no sistema endócrino e reprodutivo de humanos e animais. Esses compostos, geralmente, estão presentes em baixas concentrações no ambiente aquático, por isso, os tratamentos de água convencionais não são eficientes na identificação e remoção dos mesmos. A proposta tecnológica aqui apresentada visa agregar aos métodos convencionais de tratamento de água, uma alternativa eficiente para a degradação desses contaminantes. Diante desses aspectos, a motivação do trabalho consiste em estudar o método de fotólise para a degradação dos compostos 17β-estradiol (E2) e estriol (E3), que são hormônios naturais, avaliando a influência da matéria orgânica no processo. Foi realizado o estudo de interação entre os compostos e a matéria orgânica, para análise da biodisponibilidade dos mesmos em solução. A cinética e a toxicidade dos compostos também foram estudadas. A avaliação da influência da matriz aquosa foi feita utilizando água de abastecimento público de Porto Alegre/RS e água superficial da Lagoa do Patos. Os resultados de interação demonstraram que a quando a matéria orgânica está incluída no processo de fotólise, ela favorece a degradação, pois os compostos estarão mais biodisponíveis em solução. Com água da Lagoa dos Patos, alcançou-se 98,7% de degradação para E2, e 98,0% para o E3. Com água do abastecimento público de Porto Alegre, obteve-se 95,5% e 98,1% para o E2 e E3, respectivamente. Os resultados comprovaram que é possível propor a fotólise como uma alternativa para a recuperação de ambientes eventualmente contaminados.Emerging contaminants are chemicals whose toxic effect is still poorly understood, and the studies associated with the occurrence and their effects on the environment are recent. Many are still not covered by current legislation, and can cause adverse problems in the endocrine and reproductive system of humans and animals. Such compounds are generally present in low concentrations in the aquatic environment, therefore, conventional water treatments are not efficient in identifying and removing them. The technological proposal available here aims to aggregate conventional methods of water treatment, an efficient alternative for the degradation of contaminants. Because of that, a work motivation is to study the method of photolysis for the degradation of the 17β-estradiol (E2) and estriol (E3) compounds, which are natural hormones, evaluating an influence of organic matter in the process. The study of the interaction between the compounds and organic matter was carried out to analyze the bioavailability of the same in solution. A kinetics and toxicity of the compounds have also been studied. The evaluation of the influence of the water matrix was made with water supply public of Porto Alegre/RS and surface water of the Lagoa dos Patos. The results of the interaction demonstrate that when the matter organic is included in the photolysis process, it favors the degradation. With water from the Patos Lagoon, it reached 98.7% degradation for E2, and 98.0% for E3. With water from the public supply of Porto Alegre, 95.5% and 98.1% were obtained for E2 and E3, respectively. The results proved that it is possible to propose a photolysis as an alternative for a recovery of potentially contaminated environments
Dinâmica e influência de fatores ambientais e antrópicos no transporte e distribuição de microplásticos no estuário do rio Tramandaí
Get PDFOs estuários são ambientes complexos e ricos em biodiversidade. Devido à exis tência de múltiplas variáveis que podem influenciar a distribuição de microplásti cos nesses locais, a compreensão da distribuição e presença dessas partículas torna-se complexa. A partir disso, este trabalho teve como objetivo avaliar a in fluência de aspectos ambientais sobre a distribuição e transporte de microplásti cos em águas superficiais do estuário do rio Tramandaí. Para isso, realizaram se quatro coletas ao longo de 2022 e 2023. A amostragem foi realizada em três pontos distintos, utilizando um balde metálico. As amostras foram submetidas a separação por densidade (NaI, 1,6 g cm-3) com posterior tratamento oxidativo (H2O2, 35%). Os microplásticos foram caracterizados quanto a sua abundância, forma, cor, tamanho e composição polimérica, sendo ainda avaliado o índice de carbonila (IC) para aqueles identificados como polietileno (PE) e polipropileno (PP). Foi identificada uma ocorrência média de 14,21 (SD=3,07) itens L-1 tendo predominância de fibras brancas/transparentes com tamanhos menores que 500 µm. Entre os polímeros encontrados, houve o predomínio de PE e PP, sendo 0,77 (SD=0,41) o valor médio obtido para o IC. A partir dos dados encontrados, observou-se que períodos com baixas precipitações podem diminuir a ocorrência de microplásticos, mas aumentar o predomínio de partículas brancas/incolores e de fragmentos sobre as águas superficiais nos estuários. Além disso, a ativi dade antropogênica e a profundidade impactaram tanto a ocorrência de partícu las como a sua forma predominante sobre as águas superficiais. A progressiva aproximação com o mar, por outro lado, causou a diminuição de microplásticos azuis e aumentou a abundância de partículas menores compostas por PE e PP, diminuindo ainda os IC calculados. Por fim, a mudança das marés influenciou diretamente apenas o ponto de coleta junto ao estuário, impactando a ocorrência e a forma das partículas encontradas. Assim, os resultados demonstraram a complexidade dos ambientes estuarinos, já que diversos fatores influenciaram a abundância e as características dos microplásticos existentes nesse corpo hí drico, ressaltando a importância não só de aspectos intrínsecos ao local de co leta, mas também de fatores sazonais como a precipitação.Estuaries are complex environments rich in biodiversity. Due to multiple variables that can influence the distribution of microplastics in these locations, understand the presence and distribution of these particles can be complicated. Therefore, this work aims to evaluate the influence of environmental factors on the distribu tion and transport of microplastics in surface waters of the Tramandaí River es tuary. Four sampling campaigns were carried out throughout 2022 and 2023. Sampling was carried out in three different points using a metal bucket. The sam ples were processed through density separation (NaI, 1.6 g cm-3) and oxidative treatment (H2O2, 35%). Microplastics were characterized in terms of their con centration, shape, color, size, and polymeric composition, while carbonyl index (CI) was also evaluated for those identified as polyethylene (PE) and polypropyl ene (PP). The results pointed to an average concentration of 14.21 (SD=3.07) items L-1, predominately white/transparent fibers with sizes smaller than 500 µm. PE and PP predominated among the polymers, with 0.77 being the average value obtained for IC. Regarding the environmental factors evaluated, it was observed that periods with low rainfall can reduce the concentration of microplastics but increase the predominance of white/colorless particles and fragments in surface waters in estuaries. Furthermore, anthropogenic activity and depth impacted the concentration of particles and their predominant form. With the progressive ap proach to the ocean, a decrease in blue microplastics was observed. The abun dance of smaller particles composed of PE and PP increased, further reducing the calculated CI. Finally, the change in tides directly influenced only the point in the estuary, impacting the concentration and shape of the particles found. Thus, the results demonstrated the complexity of estuarine environments, as several factors influenced the abundance and characteristics of microplastics in the Tra mandaí River estuary, highlighting the importance of aspects intrinsic to the col lection site and seasonal factors
Membranas poliméricas para remoção de desreguladores endócrinos em amostras aquosas
Get PDFDiversos compostos químicos são produzidos e utilizados mundialmente em larga escala para diferentes finalidades, aumentando a quantidade de resíduos que podem chegar aos corpos d’água. Os compostos desreguladores endócrinos (EDC), tais como os hormônios, são considerados contaminantes emergentes por serem detectados no meio ambiente em baixas concentrações e pelo fato de serem desconhecidos os efeitos nocivos que podem causar em longo prazo à saúde humana. Entre os EDC, os hormônios estrona (E1), 17β-estradiol (E2) e 17α-etinilestradiol (EE2) são considerados pseudo persistentes, pois embora apresentem curto tempo de meia vida, são diariamente excretados, acumulando-se nos corpos aquáticos, provocando sua contaminação. Tendo em vista que as estações de tratamento de água não foram projetadas para remover completamente tais compostos, esses contaminantes têm sido encontrados em águas brutas e águas destinadas ao consumo humano. Diversas técnicas podem ser empregadas para a remoção de analitos em níveis traço de amostras ambientais, no entanto destacam-se as técnicas de extração em fase sólida por membranas (SME) e a filtração por membranas. A preocupação em se obter materiais de baixo custo, fáceis de preparar e que apresentem alta eficiência de remoção, tornaram as membranas poliméricas produzidas por eletrofiação materiais bastante promissores. Diante destes aspectos, o presente trabalho visou preparar por eletrofiação membranas poliméricas utilizando os polímeros poliamida 6 (PA6), poli(Ɛ-caprolactona) (PCL), poli(ácido lático) (PLA) e poli(butilenoadipato-co-tereftalato) (PBAT) e aplicar na remoção de três hormônios em amostras aquosas: estrona, 17β-estradiol e 17α-etinilestradiol, utilizando a técnica de SME e filtração por membrana. A técnica de SME apresentou maiores porcentagens de remoção dos hormônios E1, E2 e EE2 quando se empregou as membranas de PCL e PBAT, enquanto para a técnica de filtração por membrana, as maiores porcentagens de remoção dos compostos foram obtidas para a membrana de PBAT. O método utilizado de HPLC-DAD para detecção dos hormônios apresentou coeficientes de correlação adequados e limites de detecção e quantificação compatíveis com as concentrações utilizadas neste trabalho. Desta forma, a utilização da membrana de PBAT para remoção dos hormônios E1, E2 e EE2, por meio da técnica de filtração, é realizada de uma forma rápida e simples. A membrana polimérica de PBAT produzida através da técnica de eletrofiação é tão eficaz quando uma membrana comercial de celulose na remoção e na recuperação dos hormônios estudados, além de apresentar menor custo de produção e possibilitar modificações internas e externas.Several chemical compounds are produced and used worldwide in a large scale for various purposes, increasing the amount of waste that can reach the bodies of water. Endocrine disrupting compounds (EDCs), such as hormones, are considered emerging contaminants because they are detected in the environment at low concentrations and because the harmful effects that would cause long-term human health are unknown. Among the EDCs, the hormones estrone (E1), 17β-estradiol (E2) and 17α-ethinyl estradiol (EE2) are considered pseudo persistent because although they have a short half-life, they are excreted daily, accumulating in the aquatic bodies, causing their contamination. Since water treatment plants were not designed to completely remove such compounds, these contaminants have been found in raw water and intended for human consumption. Several techniques can be employed for the removal of analytes at trace levels of environmental samples, however, the techniques of solid phase extraction (SME) by membranes and membrane filtration stand out. The concern to obtain low cost materials, easy to prepare and with high removal efficiency, made the polymer membranes produced by electro-spinning very promising materials. In view of these aspects, the present work aimed to prepare polymer membranes using the polymers polyamide 6 (PA6), poly(Ɛ-caprolactone) (PCL), poly(lactic-acid) (PLA) and poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) and to remove three hormones in aqueous samples: estrone, 17β-estradiol and 17α-ethynylestradiol using the SME technique and membrane filtration. The SME technique presented higher percentages of removal of the hormones E1, E2 and EE2 when PCL and PBAT membranes were used, whereas for the membrane filtration technique, the highest removal percentages of the compounds were obtained for the PBAT membrane. The HPLC-DAD method used to detect hormones had adequate correlation coefficients and limits of detection and quantification compatible with the concentrations used in this work. In this way, the use of the PBAT membrane to remove the hormones E1, E2 and EE2, through the filtration technique, is performed in a quick and simple way. The PBAT polymer membrane produced by the electro-spinning technique is as effective as a commercial cellulose membrane in the removal and recovery of the studied hormones, besides presenting lower production costs and allowing internal and external modifications
Distribuição espaçotemporal, abundância e caracterização de microplásticos em águas superficiais do Lago Guaíba
Get PDFOs microplásticos são partículas de plásticos com tamanho entre 0,001 e 5 mm de comprimento e sua onipresença no meio ambiente têm ocasionado preocupação crescente, pois oferecem riscos a biota e seres humanos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição espaçotemporal, abundância e caracterização de microplásticos em amostras de águas superficiais coletadas no Lago Guaíba, principal manancial de abastecimento de Porto Alegre. Para este fim, foram realizadas 8 campanhas amostrais durante o período de 2018 a 2020, por meio da coleta de água superficial com o auxílio de uma rede de zooplâncton (60 μm). Os microplásticos foram quantificados e caracterizados de acordo com sua cor, forma e composição polimérica. A concentração de microplásticos variou entre 2,92 e 61,22 itens m-3, padrão que foi, em geral, positivamente influenciado pela densidade populacional do local, precipitação prévia às coletas e às condições hidrodinâmicas de cada ponto amostrado. A categoria de cor branco-transparente foi predominante (44%), seguida das cores azul (14%), amarelo (13%), vermelho (12%), preto (10%) e verde (7%). Para as formas, fragmento foi a forma de microplásticos majoritária, representando 88% das partículas contabilizadas, seguido de fibras com 7% e microesferas com 5%. Este perfil demonstrou que os microplásticos presentes no Lago Guaíba são predominantemente microplásticos secundários, ou seja, produzidos de forma não intencional. Os polímeros polietileno (PE) e polipropileno (PP) representaram 38% e 56% das partículas identificadas, respectivamente. O índice de carbonila (IC) calculado demonstrou que os microplásticos presentes no Lago Guaíba possuem perfil de degradação heterogêneo. Assim, os resultados obtidos evidenciaram que os microplásticos são contaminantes onipresentes no Lago Guaíba e sua presença e distribuição é sobretudo influenciada por atividades antrópicas, características hidrodinâmicas e geomorfológicas do corpo hídrico. Os resultados deste estudo servirão como base de informações para dar continuidade aos trabalhos sobre microplásticos em água doce, tema em estágio inicial no Brasil. E por fim, esta pesquisa pode impulsionar o desenvolvimento de leis antipoluição dos ecossistemas e de planos e políticas de conscientização à sociedade quanto ao uso e descarte de materiais plásticos.Microplastics are plastic particles with a size between 0.001 and 5 mm in length and their ubiquity in the environment has caused increasing concern, as they pose risks to biota and human beings. In this context, the scope of this work was to assess the spatiotemporal distribution, abundance and characterization of microplastics in surface water samples collected from Lake Guaíba, the main source of water supply of Porto Alegre. To this end, 8 sampling campaigns were carried out during the period from 2018 to 2020, through the collection of surface water with the aid of a zooplankton net (60 μm). The microplastics were quantified and characterized according to their color, shape and polymeric composition. The concentration of microplastics varied between 2.92 and 61.22 items m-3. This was, in general, positively influenced by the population density, the precipitations prior to sampling and the hydrodynamic conditions of each sampling location. The white-transparent color category was predominant (44%), followed by blue (14%), yellow (13%), red (12%), black (10%), and green (7%). For the shapes, fragment was the majority form of microplastics, representing 88% of the particles counted, followed by fibers with 7% and microspheres with 5%. This profile shows that the microplastics present in Lake Guaíba are predominantly secondary microplastics, that is, they come from unintentional sources. Polyethylene (PE) and polypropylene (PP) represented 38% and 56% of the particles identified, respectively. The calculated carbonyl index (CI) shows that the microplastics in Lake Guaíba have a heterogeneous degradation profile. Thus, the results obtained show that microplastics are ubiquitous contaminants in Lake Guaíba and their presence and distribution is mainly influenced by human activities, hydrodynamic and geomorphological characteristics of the water body. The results of this study will serve as a baseline to continue the work on microplastics in freshwater, a topic at an early stage in Brazil. Finally, this research can drive the development of anti-pollution laws for ecosystems and plans and policies to raise awareness regarding the use and disposal of plastic materials
Caracterização de sedimentos fluviais potencialmente contaminados e avaliação de possíveis alternativas de recuperação
Get PDFO estudo dos sedimentos fluviais é de grande importância ambiental. Contaminantes muitas vezes indetectáveis na água, podem se concentrar nos sedimentos e causar sérios problemas, pois os mesmos atuam tanto como de sítio de retenção quanto de liberação de agentes tóxicos. Este trabalho visou à caracterização de amostras de sedimentos fluviais, situados na bacia hidrográfica do Guaíba, RS (arroios da Areia, Portão e Luiz Rau), servindo de base para o estudo e proposta de uma técnica de remediação dos materiais depositados. Os sedimentos foram caracterizados por meio de análises morfológicas, físico-químicas, termais e espectroscópicas. O resultado da análise textural mostrou predominância de silte-argila nas amostras dos arroios Luiz Rau e Portão e de areia no arroio da Areia. Assim, para viabilizar a comparação dos demais resultados analíticos e tratamentos propostos, a avaliação dos sedimentos foi realizada para a fração fina (<63 mm), que tende a concentrar os contaminantes de interesse. Os dados obtidos com as técnicas de calcinação, análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) indicaram expressiva ocorrência de matéria orgânica. A determinação do teor de metais resultou em valores de concentração de Hg e Cr acima dos respectivos níveis de efeitos toleráveis à biota, de acordo com a Resolução CONAMA nº 454/2012. Ressalta-se que tanto o Cr quanto o Hg possuem afinidade com a matéria orgânica presente nos sedimentos. Também foram observados teores relativamente altos de enxofre, o que pode denotar formação de sulfetos estáveis e insolúveis com o mercúrio. Os resultados indicam a necessidade de cuidadosa atenção para estes ambientes possivelmente contaminados e de tomada de ações para a sua recuperação. Por conta disto, após a avaliação de diferentes estratégias de remediação constantes na literatura, propõe-se, ao final do estudo de revisão bibliográfica, a alternativa de eletrorremediação para recuperar os sedimentos contaminados. Considerando o estado da arte das técnicas de remediação de sedimentos, a aplicação deste tratamento in situ parece ser economicamente viável e ambientalmente correta, pois, conforme a literatura, dispensa a mobilização dos sedimentos, reduz a ressuspensão de contaminantes para a coluna d’água e minimiza riscos a saúde humana e à biota local
Aplicação de óxido de grafeno/L-cisteína como adsorvente em extração em fase sólida
Get PDFA confecção da estrutura 3D do óxido de grafeno/L-cisteína foi obtida por meio da sequência de etapas descritas a seguir. Primeiramente, o óxido de grafeno foi sintetizado por meio da oxidação do grafite, utilizando permanganato de potássio e ácido sulfúrico, seguido pela esfoliação em ultrassom. Depois, a preparação do material de grafeno 3D ocorreu por auto-montagem e redução simultânea do óxido de grafeno, usando L-cisteína como agente de modelização e redução. A caracterização do material preparado deu-se por: microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise por adsorção de nitrogênio (BET), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e difração de raios-X (DRX). O método de análise empregado foi à cromatografia em fase líquida de alta eficiência com detector UV-Visível (HPLC-UV). Este foi desenvolvido e validado para determinação do triclosan em amostras aquosas. As figuras de mérito avaliadas foram: limite de detecção (LD) e quantificação (LQ), seletividade, linearidade e recuperação. O percentual de triclosan adsorvido em 40 mg de óxido de grafeno/L-cisteína mostrou-se elevado para soluções de triclosan em solvente, 100%; no entanto, para amostras de água de superfície fortificadas com triclosan, foi de 67,8%. A dessorção do triclosan foi praticamente completa em todas as soluções testadas, variando de 94,2% a 98,1%. A reutilização de óxido de grafeno/L-cisteína mostrou-se promissora, uma vez que apresentou adsorção completa mesmo após três ciclos consecutivos de percolação de triclosan em solventeThe construction of the 3D structure of the graphene oxide/L-cysteine was obtained by the sequence of steps described below. Firstly, graphene oxide was synthesized by oxidation of graphite using potassium permanganate and sulfuric acid, followed by ultrasonic esfoliation. Then, the preparation of 3D graphene material occurred by self-assembly and simultaneous reduction of graphene oxide, using L-cysteine as a modeling and reduction agent. The characterization of the prepared material was given by: scanning electron microscopy (SEM), nitrogen adsorption analysis (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray diffraction (XRD). The analytical method was high performance liquid phase chromatography with UV-Visible detector (HPLC-UV). This was developed and validated for the triclosan determination. The figures of merit evaluated were: limit of detection (LOD) and quantification (LOQ), selectivity, linearity and recovery. The percentage of trichlosan adsorbed in 40 mg of graphene oxide/L-cysteine was shown to be high for solutions of triclosan in solvent, 100%; however, for surface water samples fortified with triclosan, it was 67.8%. Desiccation of triclosan was practically complete in all tested solutions, varying from 94.2% to 98.1%. The reuse of graphene oxide/L-cysteine had shown promising, since it presented complete adsorption even after three consecutive cycles of percolation of triclosan in solvent
Estudo da viabilidade de cromatografia iônica frente a outros métodos para determinação de cianeto em água potável
Get PDFAtualmente, a elevada toxicidade do cianeto para a saúde humana e saúde ambiental é amplamente conhecida. Sendo assim, o teor de cianeto em água potável é controlado pela legislação brasileira vigente e, cada vez mais, é importante a busca por técnicas analíticas que atendam a essa legislação. Existem vários métodos capazes de determinar cianeto, sendo os mais difundidos a potenciometria direta utilizando eletrodo seletivo e a espectrofotometria. No entanto, estes métodos apresentam algumas desvantagens como, respectivamente, baixa sensibilidade e geração de resíduos tóxicos em quantidade elevada. Dentro deste contexto, a proposta tecnológica aqui apresentada visa estudar a viabilidade da cromatografia iônica como um método alternativo aos métodos convencionais para a determinação de cianeto em água potável. Por meio de uma revisão bibliográfica detalhada observou-se que o custo de aquisição de um cromatógrafo de íons é muito superior ao dos equipamentos utilizados nas demais técnicas, contudo os gastos na rotina laboratorial são menores. Além disso, a cromatografia iônica é uma técnica rápida de alta seletividade, boa precisão e exatidão. No comparativo com a potenciometria direta utilizando eletrodo seletivo e a espectrofotometria, esta apresentou vantagens como uma maior sensibilidade e versatilidade; e uma geração de resíduos de baixa toxicidade
Microplásticos de poliamida e 17β-estradiol em sistemas aquosos : estudo de competição nas interações na presença de matéria orgânica
Get PDFMicroplásticos de poliamida são considerados contaminantes emergentes onipresentes e são capazes de interagir com diversos compostos orgânicos, como o hormônio 17β-estradiol (E2). Individualmente, esses contaminantes são capazes de causar diversos danos a organismos aquáticos, como danos hepáticos, cerebrais e hormonais. A interação entre eles em corpos aquáticos, microplásticos e hormônios, tem potencial de intensificar ainda mais esses efeitos adversos. Além disso, em ecossistemas contendo matéria orgânica dissolvida (DOM), a qual também possiu capacidade de interação com hôrmonios, pode haver a competição nos processos de interação com os microplásticos. Nesse contexto, é crucial compreender mecanismos e possíveis influentes nesse processo, como a presença de ácido fúlvico (AF), um dos principais constituintes da DOM. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar os processos de interação entre os microplásticos de poliamida e E2 na presença de AF. Para melhor compreender os processos de interação com o E2, foram utilizados microplásticos pristinos e fotodegradados. Os resultados encontrados sugeriram que o E2 possui elevada eficiência de interação com os microplásticos tanto na presença quanto na ausência de AF. Porém, quando o AF estava presente, a eficiência de interação atingiu valores de até 99,66% e 95,89% para os microplásticos pristinos e degradados, respectivamente, o que representa um aumento de cerca de 10% e 15% comparado com a interação na ausência de AF. Isso pode ser justificado pela atuação do AF como ponte entre o E2 e os microplásticos, facilitando sua interação através de possíveis complexações com hormônio e encobrimento da superfície do microplástico, alterando sua afinidade com outros compostos. Além disso, foi observada uma menor eficiência de interação nos microplásticos degradados, que pode ser devido ao enfraquecimento das ligações hidrofóbicas com o E2, causada pela fotodegradação. Isso é condizente com os resultados de ângulo de contato e FTIR-ATR, que mostraram uma diminuição de hidrofobicidade devido à introdução de grupos polares nas superfícies dos microplásticos. Essa redução das propriedades hidrofóbicas possivelmente proporcionou maior interação com o AF, que é mais hidrofílico e conseguiria atuar como ponte mais efetivamente, o que explicaria maior aumento nos experimentos com adição de AF. Além das interações hidrofóbicas, é possível que interações eletrostáticas e ligações de hidrogênio possam ter desenvolvido papéis importantes no que tange a interação entre microplásticos, E2 e AF. Os resultados obtidos com a realização desse trabalho mostraram que os microplásticos de poliamida podem atuar como carreadores de E2 em ambientes aquáticos, principalmente na presença de AF, e que a eficiência de interação é impactada pelo nível de degradação das partículas.Polyamide microplastics are emergent contaminants ubiquitous in environmental ecosystems and can interact with several organic compounds, such as the hormone 17β-estradiol (E2). Individually, these contaminants can cause various damages to aquatic organisms, such as liver, brain, and hormonal damage. However, the interaction between microplastics and hormones can intensify these adverse effects in the aquatic system. In addition, ecosystems containing dissolved organic matter (DOM) interact with hormones and compete in the processes with microplastics. In this context, it is crucial to understand mechanisms and possible influences in the interaction process, such as the presence of fulvic acid (FA), one of the main constituents of organic matter. Therefore, this study aimed to evaluate the interaction processes between polyamide microplastics and E2 in the presence of FA. To better understand the interaction processes with the E2, pristine and photodegraded microplastics. The results suggested that E2 has a high efficiency of interaction with polyamide microplastics both in the presence and absence of FA. However, when FA was present, the interaction efficiency reached up to 99,66% and 95,89% for pristine and degraded microplastics, respectively, representing a considerable increase of 10% and 15% compared to the interaction in the absence of fulvic acid. This can be justified by the action of FA as a bridge between E2 and microplastics, facilitating its sorption through possible complexation with the hormone and coating the surface of the microplastic, altering its affinity with other compounds. In addition, a lower interaction efficiency was observed in the degraded microplastics, possibly due to the weakening of hydrophobic bonds with E2 caused by photodegradation. This is consistent with the results of contact angle and FTIR-ATR, which showed a decrease in hydrophobicity due to the introduction of polar groups on the surfaces of microplastics. This reduction in hydrophobic properties possibly provided a more significant interaction with FA, which is more hydrophilic and could act as a bridge more effectively, explaining more substantial increases in experiments with added FA. In addition to hydrophobic interactions, electrostatic and hydrogen bonds may have played essential roles in the interactions between microplastics, E2, and FA. The results obtained from this work showed that polyamide microplastics could act as carriers of E2 in aquatic environments, mainly in the presence of fulvic acid, and that the level of particle degradation impacts the interaction efficiency
Fotodegradação do contaminante emergente 2-(tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB) por meio de fotólise direta
Get PDFOs contaminantes emergentes são considerados compostos onipresentes em águas, portanto investigar a degradação e comportamento dessas substâncias torna-se necessária, pois é reportado que estes compostos causam efeitos adversos em seres vivos. O composto 2-(tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB), considerado um contaminante emergente, é amplamente empregado na indústria do couro como biocida com a finalidade de inibir o desenvolvimento de microrganismos na pele. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação do contaminante emergente TCMTB, por meio das técnicas de fotólise direta com radiação UV, radiação solar e oxidação com ozônio. Experimentos de fotólise direta do TCMTB, em soluções aquosas com diferentes concentrações, em efluente do processo de remolho e efluente simulado do remolho, foram conduzidos em reator com lâmpada de vapor de mercúrio (250 W). O teste de hidrólise foi realizado protegido da luz, a temperatura ambiente com diferentes concentrações do TCMTB para observar o comportamento do contaminante na ausência de luz. O maior coeficiente de absorção molar foi medido e identificado em 220 e 280 nm como 20489 e 11317 M-1 cm-1, respectivamente, para pH 5,0. Os resultados experimentais da fotodegradação mostraram que TCMTB foi rapidamente degradado por fotólise direta em soluções aquosas em 30 min de tratamento fotolítico. Os resultados do estudo do pH, demonstraram que pH interfere no processo fotoquímico, uma vez que em condições alcalinas o composto é mais estável e a taxa de fotodegradação diminui. Os ensaios com o efluente do processo de remolho mostraram que a degradação do TCMTB tem comportamento semelhante às soluções aquosas. O efluente simulado do remolho mostrou que uma alta concentração do contaminante leva a um maior tempo de irradiação de luz para a degradação. A aplicação de luz natural evidenciou degradação mais lenta, mas ainda assim, foi possível observar degradação de até 96% para a concentração de 6 mg L-1 em 420 min. A utilização do oxidante ozônio como tratamento, alcançou 40% de remoção do contaminante em 30 min, assinalando a alta estabilidade do composto. Portanto, este trabalho aponta o potencial do uso de fotólise direta (luz v artificial), ou radiação solar (luz natural) para a degradação de contaminantes emergentes como o 2 (tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB).Emerging contaminants are considered omnipresent compounds in water, thus investigate the degradation and behavior of these substances becomes necessary as it is reported that these compounds cause adverse effects on living beings. The 2- (thiocyanomethylthio) benzothiazole compound (TCMTB), considered an emerging contaminant, is widely used in the leather industry as a microbicide for the purpose of inhibiting the development of microorganisms in the skin and leather. In this context, the purpose of the present work was to study the degradation of the emerging contaminant TCMTB by direct photolysis with UV radiation, solar radiation and ozone. Experiments of direct photolysis of the TCMTB in aqueous solutions with different concentrations, in the effluent from the soaking process were conducted in a reactor with mercury vapor lamp (250 W). The hydrolysis test was performed protected from light at room temperature with different concentrations of TCMTB to observe the behavior of the contaminant in the absence of light. The highest molar absorption coefficient was measured and identified at 220 and 280 nm as 20489 and 11317 M-1 cm -1, respectively, at pH 5.0. The experimental results of photodegradation showed that TCMTB was rapidly degraded by direct photolysis in aqueous solutions in 30 min of photolytic treatment. The results of the pH study showed that pH interfered in the photochemical process, since under alkaline conditions the compound is more stable and the photodegradation rate decreases. Assays of the direct photolysis in effluent from the soaking process have shown that TCMTB degradation behaves similarly to aqueous solutions. The direct photolysis of the the simulated effluent from the soaking showed that a high concentration of the contaminant leads to a longer time of light irradiation for degradation. The application of natural light evidenced slower degradation, however, it was possible to observe degradation of up to 96% for the 6 mg L-1 concentration with 420 min. The use of the ozone oxidant as a treatment, achieved 40% removal of the contaminant for 30 min of treatment, indicating the high stability of the compound. Therefore, this work highlights the potential of the use of direct photolysis (artificial light), or solar radiation (natural light) for the vii degradation of emerging contaminants such as 2 (thiocyanomethylthio) benzothiazole (TCMTB)
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